特許 7651373 アンテナ装置及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-17

(45)【発行日】2025-03-26

(54)【発明の名称】アンテナ装置及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイス

(51)【国際特許分類】

   H01Q 7/00 20060101AFI20250318BHJP

【ＦＩ】

H01Q7/00

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021086647

(22)【出願日】2021-05-24

(65)【公開番号】P2022179866

(43)【公開日】2022-12-06

【審査請求日】2024-01-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115738

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲頭 光宏

(74)【代理人】

【識別番号】100121681

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 和文

(72)【発明者】

【氏名】梶木屋 翔磨

(72)【発明者】

【氏名】千代 憲隆

【審査官】赤穂 美香

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１９５０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０９９８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０１０４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０９８８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０９５６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２８０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３８１８０２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】欧州特許出願公開第０２７７５６３２（ＥＰ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１３０２９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２８０３２２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも第１、第２及び第３ターンを含む第１コイルパターンと、
前記第１コイルパターンとコイル軸方向に重なる第２コイルパターンと、
前記第１コイルパターンが形成された第１基材と、
前記第２コイルパターンが形成された第２基材と、
前記第１基材の一方及び他方の表面にそれぞれ設けられ、前記第１基材を介して対向する一対のキャパシタ電極パターンと、
前記第２基材の一方又は他方の表面に設けられ、前記第２コイルパターンを囲む第３コイルパターンと、を備え、
前記第１、第２及び第３ターンの開口部は、前記コイル軸方向から見て第１方向における開口幅が前記第１方向と直交する第２方向における開口幅よりも大きい形状を有し、
前記第２ターンの開口部の前記第２方向における開口幅は、前記第１ターンの開口部の前記第２方向における開口幅よりも大きく、
前記第３ターンの開口部の前記第２方向における開口幅は、前記第２ターンの開口部の前記第２方向における開口幅よりも大きく、且つ、前記第１ターンの開口部の前記第１方向における開口幅よりも小さく、
前記第１コイルパターンの前記第２及び第３ターンは、前記第２コイルパターンと前記コイル軸方向に重なる区間と重ならない区間を有し、
前記第１コイルパターンは、一端及び他端が前記一対のキャパシタ電極パターンに接続されることにより閉回路を構成し、
前記第１コイルパターンは、前記第３ターンよりも外側に位置し、前記コイル軸方向から見て少なくとも一部が前記第３コイルパターンと重なる第４ターンをさらに含む、アンテナ装置。

【請求項2】

前記第４ターンの開口部は、前記コイル軸方向から見て前記第１方向における開口幅が前記第２方向における開口幅よりも大きい形状を有し、
前記第４ターンの前記第１方向に延在する区間と前記第３ターンの前記第１方向に延在する区間の前記第２方向におけるギャップは、前記第３ターンの前記第１方向に延在する区間と前記第２ターンの前記第１方向に延在する区間の前記第２方向におけるギャップよりも狭い、請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記一対のキャパシタ電極パターンは、前記コイル軸方向から見て前記第３ターンの前記第１方向に延在する区間と前記第２ターンの前記第１方向に延在する区間の前記第２方向におけるギャップに配置されている、請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ装置と、
前記第３コイルパターンに接続される通信回路と、
前記第２コイルパターンに接続される送電回路と、を備えるワイヤレス電力伝送デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はアンテナ装置及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、非接触でＩＣカードとデータ通信を行うリーダ／ライタが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－２９８０９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載されたリーダ／ライタのアンテナコイルは円形であることから、ＩＣカードに内蔵されたアンテナコイルの位置によっては、通信が不安定になるという問題があった。

【0005】

したがって、本開示は、ＩＣカードに内蔵されたアンテナコイルの位置に関わらず良好な通信特性を得ることが可能なアンテナ装置及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイスを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一実施態様によるアンテナ装置は、少なくとも第１、第２及び第３ターンを含む第１コイルパターンを備え、第１、第２及び第３ターンの開口部は、コイル軸方向から見て第１方向における開口幅が第１方向と直交する第２方向における開口幅がよりも大きい形状を有し、第２ターンの開口部の第２方向における開口幅は、第１ターンの開口部の第２方向における開口幅よりも大きく、第３ターンの開口部の第２方向における開口幅は、第２ターンの開口部の第２方向における開口幅よりも大きく、且つ、第１ターンの開口部の第１方向における開口幅よりも小さい。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、ＩＣカードに内蔵されたアンテナコイルの位置に関わらず良好な通信特性を得ることが可能なアンテナ装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施形態によるアンテナ装置１の構造を説明するための略断面図である。

【図2】図２は、第１基材１０の一方の表面１１に形成された導体パターンの形状を示す略平面図である。

【図3】図３は、第１基材１０の他方の表面１２に形成された導体パターンの形状を示す略平面図であり、第１基材１０の一方の表面１１側から見た状態、つまり、第１基材１０を透過して見た状態を示している。

【図4】図４は、第２基材２０の一方の表面２１に形成された導体パターンの形状を示す略平面図である。

【図5】図５は、第２基材２０の他方の表面２２に形成された導体パターンの形状を示す略平面図であり、第２基材２０の一方の表面２１側から見た状態、つまり、第２基材２０を透過して見た状態を示している。

【図6】図６は、アンテナ装置１の機能を説明するための模式図である。

【図7】図７は、アンテナ装置１を用いたワイヤレス電力伝送デバイス９０のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照しながら、本開示の好ましい実施形態について詳細に説明する。

【0010】

図１は、一実施形態によるアンテナ装置１の構造を説明するための略断面図である。

【0011】

図１に示すように、一実施形態によるアンテナ装置１は、ＰＥＴフィルムなどからなる第１基材１０及び第２基材２０と、第１基材１０の一方の表面に設けられた第１コイルパターンＣＰ１と、第２基材２０の一方及び他方の表面２１，２２に設けられた第２コイルパターンＣＰ２及び第３コイルパターンＣＰ３と、磁性シート３０とを備えている。第１コイルパターンＣＰ１と第３コイルパターンＣＰ３はＮＦＣ（近距離無線通信）用のアンテナコイルであり、第２コイルパターンＣＰ２はワイヤレス電力伝送用の送電コイルである。第１コイルパターンＣＰ１と第２コイルパターンＣＰ２は、コイル軸方向に重なりを有している。第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３のコイル軸方向はｚ方向であり、第１基材１０、第２基材２０及び磁性シート３０は、ｚ方向に重なるようこの順に配置される。つまり、第２基材２０は、第１基材１０と磁性シート３０との間に配置され、磁性シート３０と第１基材１０のｚ方向における距離は、磁性シート３０と第２基材２０のｚ方向における距離よりも離れている。

【0012】

図２は、第１基材１０の一方の表面１１に形成された導体パターンの形状を示す略平面図である。

【0013】

図２に示すように、第１基材１０の一方の表面１１には、第１コイルパターンＣＰ１を構成する導体パターン５１，５２と、キャパシタ電極パターンＣＥ１が形成されている。導体パターン５１は、略矩形状に周回する第１ターンＴ１、第２ターンＴ２及び第３ターンＴ３を含み、その一端及び他端は、第１基材１０を貫通するスルーホール導体５３，５４にそれぞれ接続されている。第１ターンＴ１は第１コイルパターンＣＰ１の最内周ターンであり、その開口部のｙ方向における開口幅はＹ１であり、ｘ方向における開口幅はＸ１である。ｘ方向は例えば第１方向であり、ｙ方向は例えば第２方向である。第２ターンＴ２は第１ターンＴ１の外周に位置し、その開口部のｙ方向における開口幅はＹ２であり、第１ターンＴ１の開口幅Ｙ１よりも大きい（Ｙ２＞Ｙ１）。第３ターンＴ３は第２ターンＴ２の外周に位置し、その開口部のｙ方向における開口幅はＹ３であり、第２ターンＴ２の開口幅Ｙ２よりも大きく（Ｙ３＞Ｙ２）、第１ターンＴ１の開口幅Ｘ１よりも小さい（Ｙ３＜Ｘ１）。このように、第２ターンＴ２及び第３ターンＴ３の開口部のｘ方向における開口幅は、第１ターンＴ１の開口幅Ｘ１とほぼ同じである。したがって、第１ターンＴ１、第２ターンＴ２及び第３ターンＴ３はいずれも、ｘ方向に延在する区間が長辺であり、ｙ方向に延在する区間が短辺である横長形状を有している。

【0014】

導体パターン５２は第４ターンＴ４を構成し、その一端及び他端は、第１基材１０を貫通するスルーホール導体５５，５６にそれぞれ接続されている。第４ターンＴ４についても、ｘ方向に延在する区間が長辺であり、ｙ方向に延在する区間が短辺である横長形状を有している。第４ターンＴ４は第１コイルパターンＣＰ１の最外周ターンであり、その開口部のｙ方向における開口幅はＹ４であり、第３ターンＴ３の開口幅Ｙ３よりも大きい（Ｙ４＞Ｙ３）。第４ターンＴ４の開口部のｘ方向における開口幅は、第１ターンＴ１の開口幅Ｘ１とほぼ同じである。キャパシタ電極パターンＣＥ１は、ｚ方向から見て第２ターンＴ２の長辺と第３ターンＴ３の長辺の間に形成されるｙ方向のギャップに配置されるとともに、スルーホール導体５７に接続される。

【0015】

図３は、第１基材１０の他方の表面１２に形成された導体パターンの形状を示す略平面図であり、第１基材１０の一方の表面１１側から見た状態、つまり、第１基材１０を透過して見た状態を示している。

【0016】

図３に示すように、第１基材１０の他方の表面１２には、第１コイルパターンＣＰ１を構成する導体パターン６１，６２と、キャパシタ電極パターンＣＥ２が形成されている。導体パターン６１の両端はスルーホール導体５３，５５に接続されており、これにより導体パターン５１の一端と導体パターン５２の一端が短絡される。また、導体パターン６２の両端はスルーホール導体５４，５７に接続されており、これにより導体パターン５１の他端とキャパシタ電極パターンＣＥ１が短絡される。キャパシタ電極パターンＣＥ２は、ｚ方向から見てキャパシタ電極パターンＣＥ１と重なる位置に配置されるとともに、スルーホール導体５６に接続される。これにより、導体パターン５２の他端がキャパシタ電極パターンＣＥ２に短絡される。

【0017】

キャパシタ電極パターンＣＥ１，ＣＥ２は、第１基材１０を介して対向することにより第２キャパシタＣ２（図７参照）を構成する。そして、第１コイルパターンＣＰ１は、一端及び他端が一対のキャパシタ電極パターンＣＥ１，ＣＥ２に接続されることにより、外部回路に接続されない閉回路を構成する。第１コイルパターンＣＰ１の共振周波数は、キャパシタ電極パターンＣＥ１，ＣＥ２の面積によって調整することができる。なお、本実施形態では、第１基材１０の他方の表面１２が磁性シート３０の表面と対向する向きで配置されているが、第１基材１０の一方の表面１１が磁性シート３０の表面と対向する向きで配置されていても構わない。

【0018】

図４は、第２基材２０の一方の表面２１に形成された導体パターンの形状を示す略平面図である。

【0019】

図４に示すように、第２基材２０の一方の表面２１には、第２コイルパターンＣＰ２を構成するスパイラル状の導体パターン１００と、第３コイルパターンＣＰ３を構成する導体パターン４１，４２が形成されている。

【0020】

第２コイルパターンＣＰ２を構成する導体パターン１００は、ターン１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０からなる６ターン構成であり、ターン１１０が最外周に位置し、ターン１６０が最内周に位置する。このうち、ターン１１０，１２０，１３０，１４０，１５０は、スパイラル状の３本のスリットによって径方向に４分割されている。一方、ターン１６０は、スパイラル状の１本のスリットによって径方向に２分割されている。これにより、ターン１１０はライン１１１～１１４に４分割され、ターン１２０はライン１２１～１２４に４分割され、ターン１３０はライン１３１～１３４に４分割され、ターン１４０はライン１４１～１４４に４分割され、ターン１５０はライン１５１～１５４に４分割され、ターン１６０はライン１６１，１６２に２分割される。

【0021】

ライン１１１，１２１，１３１，１４１，１５１，１６１は、スパイラル状に６ターン巻回された連続的なラインであり、各ターンにおける最外周に位置する。ライン１１２，１２２，１３２，１４２，１５２，１６２は、スパイラル状に６ターン巻回された連続的なラインであり、各ターンにおいて２番目に外周に位置する。ライン１１３，１２３，１３３，１４３，１５３は、スパイラル状に５ターン巻回された連続的なラインであり、各ターンにおいて２番目に内周に位置する。ライン１１４，１２４，１３４，１４４，１５４は、スパイラル状に５ターン巻回された連続的なラインであり、各ターンにおける最内周に位置する。

【0022】

ライン１１１～１１４の外周端は、端子電極Ｅ１に共通に接続される。一方、ライン１６１，１６２，１５３，１５４の内周端は、第２基材２０を貫通するスルーホール導体３０１～３０４にそれぞれ接続される。

【0023】

第３コイルパターンＣＰ３を構成する導体パターン４１，４２は、第２コイルパターンＣＰ２を構成する導体パターン１００の外側に配置される。このうち、導体パターン４１は約１ターン巻回された連続的なラインであり、その開口領域（内径領域）に導体パターン１００が配置される。導体パターン４１の一端は端子電極Ｅ３に接続され、導体パターン４１の他端は第２基材２０を貫通するスルーホール導体４３に接続されている。また、導体パターン４２の一端は端子電極Ｅ４に接続され、導体パターン４２の他端は第２基材２０を貫通するスルーホール導体４４に接続されている。

【0024】

図５は、第２基材２０の他方の表面２２に形成された導体パターンの形状を示す略平面図であり、第２基材２０の一方の表面２１側から見た状態、つまり、第２基材２０を透過して見た状態を示している。

【0025】

図５に示すように、第２基材２０の他方の表面２２には、第２コイルパターンＣＰ２を構成するスパイラル状の導体パターン２００と、第３コイルパターンＣＰ３を構成する導体パターン４５が形成されている。なお、本実施形態では、第２基材２０の他方の表面２２が磁性シート３０の表面と対向する向きで配置されているが、第２基材２０の一方の表面２１が磁性シート３０の表面と対向する向きで配置されていても構わない。

【0026】

第２コイルパターンＣＰ２を構成する導体パターン２００のパターン形状は、導体パターン１００のパターン形状と同一である。導体パターン２００は、ターン２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０からなる６ターン構成であり、ターン２１０が最外周に位置し、ターン２６０が最内周に位置する。このうち、ターン２１０，２２０，２３０，２４０，２５０は、スパイラル状の３本のスリットによって径方向に４分割されている。一方、ターン２６０は、スパイラル状の１本のスリットによって径方向に２分割されている。これにより、ターン２１０はライン２１１～２１４に４分割され、ターン２２０はライン２２１～２２４に４分割され、ターン２３０はライン２３１～２３４に４分割され、ターン２４０はライン２４１～２４４に４分割され、ターン２５０はライン２５１～２５４に４分割され、ターン２６０はライン２６１，２６２に２分割される。

【0027】

ライン２１１，２２１，２３１，２４１，２５１，２６１は、スパイラル状に６ターン巻回された連続的なラインであり、各ターンにおける最外周に位置する。ライン２１２，２２２，２３２，２４２，２５２，２６２は、スパイラル状に６ターン巻回された連続的なラインであり、各ターンにおいて２番目に外周に位置する。ライン２１３，２２３，２３３，２４３，２５３は、スパイラル状に５ターン巻回された連続的なラインであり、各ターンにおいて２番目に内周に位置する。ライン２１４，２２４，２３４，２４４，２５４は、スパイラル状に５ターン巻回された連続的なラインであり、各ターンにおける最内周に位置する。

【0028】

ライン２１１～２１４の外周端は、スルーホール導体を介して、端子電極Ｅ２に共通に接続される。一方、ライン２６１，２６２，２５３，２５４の内周端は、スルーホール導体３０４，３０３，３０２，３０１にそれぞれ接続される。これにより、端子電極Ｅ１と端子電極Ｅ２の間には、１１ターンのラインが４本並列に接続されることになる。

【0029】

第３コイルパターンＣＰ３を構成する導体パターン４５は、約１ターン巻回された連続的なラインであり、第２コイルパターンＣＰ２を構成する導体パターン２００の外側に配置される。つまり、導体パターン２００は、導体パターン４５の開口領域（内径領域）に配置される。導体パターン４５の一端及び他端はそれぞれスルーホール導体４３，４４に接続される。これにより、第３コイルパターンＣＰ３は、合計で約２ターンとなる。

【0030】

第３コイルパターンＣＰ３は、図４において破線で示すように、一部が第１コイルパターンＣＰ１の第４ターンＴ４と重なる。これにより、第１コイルパターンＣＰ１は第３コイルパターンＣＰ３と結合する。第１コイルパターンＣＰ１は、第２及び第３コイルパターンＣＰ２，ＣＰ３とは異なり、外部に接続するための端子電極を有しておらず、第１基材１０の表面１１，１２に形成された導体パターンによって完結する閉回路を構成している。第１コイルパターンＣＰ１は、第３コイルパターンＣＰ３と結合することによってブースターアンテナとして機能する。つまり、本実施形態においては、第３コイルパターンＣＰ３からなるメインアンテナと、第１コイルパターンＣＰ１からなるブースターアンテナによって、ＮＦＣによる通信が実現される。

【0031】

そして、ブースターアンテナである第１コイルパターンＣＰ１は、ｙ方向における開口幅がＹ１である第１ターンＴ１と、ｙ方向における開口幅がＹ２（＞Ｙ１）である第２ターンＴ２と、ｙ方向における開口幅がＹ３（＞Ｙ２）である第３ターンＴ３とを有しており、第３ターンＴ３のｙ方向における開口幅Ｙ３が第１ターンＴ１のｘ方向における開口幅Ｘ１よりも小さい。これにより、クレジットカードのように横長形状を有するＩＣカードに対する通信特性が高められるとともに、ＩＣカードに内蔵されたアンテナコイルのｙ方向位置に関わらず、良好な通信特性を得ることが可能となる。

【0032】

また、図２において破線で示すように、第１コイルパターンＣＰ１の第１ターンＴ１は全区間が第２コイルパターンＣＰ２のパターン領域とｚ方向に重なる一方、第１コイルパターンＣＰ１の第２ターンＴ２及び第３ターンＴ３は第２コイルパターンＣＰ２のパターン領域とｚ方向に重なる区間と重ならない区間を有している。第２コイルパターンＣＰ２のパターン領域とは、平面視で第２コイルパターンＣＰ２を構成する導体パターンが存在する領域であり、導体パターンの延在方向（周方向）に対して直交する方向（径方向）がパターン領域の巻幅である。これにより、第１コイルパターンＣＰ１の平面サイズを抑えつつ、第１コイルパターンＣＰ１と第２コイルパターンＣＰ２の結合が小さくなることから、良好な通信特性を得ることが可能となる。

【0033】

さらに、第１ターンＴ１の長辺と第２ターンＴ２の長辺のｙ方向におけるギャップをＧ１とし、第２ターンＴ２の長辺と第３ターンＴ３の長辺のｙ方向におけるギャップをＧ２とし、第３ターンＴ３の長辺と第４ターンＴ４の長辺のｙ方向におけるギャップをＧ３とした場合、ギャップＧ１とギャップＧ２は開口幅Ｙ１の約半分であり、互いにほぼ同じである一方、ギャップＧ３はギャップＧ１，Ｇ２よりも小さい。これにより、ＩＣカードに内蔵されたアンテナコイルのｙ方向位置に関わらず、良好な通信特性を得ることができるとともに、アンテナ装置１のｙ方向におけるサイズを小型化することができる。また、図２に示すように、第１コイルパターンＣＰ１の第４ターンＴ４は、第２コイルパターンＣＰ２と重ならないよう、ｘ方向における中央部においてｙ方向における開口幅が拡大されている。これにより、第２コイルパターンＣＰ２との結合を抑えつつ、第３コイルパターンＣＰ３との結合が高められる。

【0034】

また、キャパシタ電極パターンＣＥ１，ＣＥ２は、ｚ方向から見て、第２コイルパターンＣＰ２のパターン領域と重なる。このように、第２コイルパターンＣＰ２のパターン領域と重なる位置にキャパシタ電極パターンＣＥ１，ＣＥ２を配置することにより、第２コイルパターンＣＰ２から生じる磁束がキャパシタ電極パターンＣＥ１，ＣＥ２に印加されにくくなり、渦電流が抑えられる。特に、キャパシタ電極パターンＣＥ１，ＣＥ２は、ｚ方向から見て第１コイルパターンＣＰ１の第２ターンＴ２の長辺と第３ターンＴ３の長辺のｙ方向におけるギャップに配置されており、これによりキャパシタ電極パターンＣＥ１，ＣＥ２の位置は、第２コイルパターンＣＰ２のパターン領域の巻幅の中心位置よりも外側にオフセットしている。その結果、第２コイルパターンＣＰ２から生じる磁束の磁束密度が最も高い開口領域とキャパシタ電極パターンＣＥ１，ＣＥ２の距離が離れることから、渦電流が効果的に低減される。

【0035】

図６は、アンテナ装置１の機能を説明するための模式図である。

【0036】

図６に示すように、本実施形態によるアンテナ装置１と通信対象である相手側機器２を、空間３を介して対向させると、第１及び第３コイルパターンＣＰ１，ＣＰ３によって生じる磁束φ１は、相手側機器２に含まれる第４コイルパターンＣＰ４と鎖交し、これによってＮＦＣによる無線通信が実現される。無線通信する信号は、端子電極Ｅ３，Ｅ４を介して第３コイルパターンＣＰ３に供給される。メインアンテナである第３コイルパターンＣＰ３は、図６において符号Ａで示すように、第１コイルパターンＣＰ１と結合する。これにより、ブースターアンテナである第１コイルパターンＣＰ１にも信号が供給される。また、第２コイルパターンＣＰ２によって生じる磁束φ２は、相手側機器２に含まれる第５コイルパターンＣＰ５と鎖交し、これによりワイヤレスによる電力伝送が実現される。

【0037】

図７は、本実施形態によるアンテナ装置１を用いたワイヤレス電力伝送デバイス９０のブロック図である。

【0038】

図７に示すワイヤレス電力伝送デバイス９０は、第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３を有するアンテナ装置１と、第３コイルパターンＣＰ３に接続された通信回路９１と、第２コイルパターンＣＰ２に接続された送電回路９２とを備えている。通信回路９１及び送電回路９２は、制御回路９３に接続されている。これにより、通信ライン９４を介して送受信されるデータは、ＮＦＣ用の第１及び第３コイルパターンＣＰ１，ＣＰ３を介して通信することができるとともに、電源９５によって供給される電力は、ワイヤレス電力伝送用の第２コイルパターンＣＰ２を介してワイヤレスで送電することができる。なお、本実施形態では、アンテナ装置１の第３コイルパターンＣＰ３が通信回路９１に接続されているが、第３コイルパターンＣＰ３を省略し、第１コイルパターンＣＰ１を通信回路９１に接続することにより、第１コイルパターンＣＰ１をメインアンテナとしてＮＦＣによる通信を実現しても構わない。

【0039】

図７に示すように、第１コイルパターンＣＰ１には第２キャパシタＣ２が接続され、第３コイルパターンＣＰ３には第１キャパシタＣ１が接続されている。図７では、第２コイルパターンＣＰ２に対して第１キャパシタＣ１が並列に接続されているが、これに代えて或いはこれに加えて、第１キャパシタＣ１を第２コイルパターンＣＰ２に対して直列に接続しても構わない。

【0040】

以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は、上記の実施形態に限定されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本開示の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【0041】

本開示に係る技術には、以下の構成例が含まれるが、これに限定されるものではない。

【0042】

本開示によるアンテナ装置は、少なくとも第１、第２及び第３ターンを含む第１コイルパターンを備え、第１、第２及び第３ターンの開口部は、コイル軸方向から見て第１方向における開口幅が第１方向と直交する第２方向における開口幅がよりも大きい形状を有し、第２ターンの開口部の第２方向における開口幅は、第１ターンの開口部の第２方向における開口幅よりも大きく、第３ターンの開口部の第２方向における開口幅は、第２ターンの開口部の第２方向における開口幅よりも大きく、且つ、第１ターンの開口部の第１方向における開口幅よりも小さい。これによれば、ＩＣカードに内蔵されたアンテナコイルの位置に関わらず良好な通信特性を得ることが可能なアンテナ装置を提供することが可能となる。

【0043】

本開示によるアンテナ装置は、第１コイルパターンとコイル軸方向に重なる第２コイルパターンをさらに備え、第１のコイルパターンの第２及び第３ターンは、第２コイルパターンとコイル軸方向に重なる区間と重ならない区間を有していても構わない。これによれば、第１コイルパターンの平面サイズを抑えつつ、第１コイルパターンと第２コイルパターンの結合が小さくなることから、良好な通信特性を得ることが可能となる。

【0044】

本開示によるアンテナ装置は、第１コイルパターンが形成された第１基材と、第２コイルパターンが形成された第２基材と、第１基材の一方及び他方の表面にそれぞれ設けられ、第１基材を介して対向する一対のキャパシタ電極パターンと、第２基材の一方又は他方の表面に設けられ、第２コイルパターンを囲む第３コイルパターンとをさらに備え、第１コイルパターンは、一端及び他端が一対のキャパシタ電極パターンに接続されることにより閉回路を構成し、第１コイルパターンは、第３ターンよりも外側に位置し、コイル軸方向から見て少なくとも一部が第３コイルパターンと重なる第４ターンをさらに含んでいても構わない。これによれば、第３コイルパターンがメインアンテナ、第１コイルパターンがブースターアンテナとして機能する。

【0045】

また、第４ターンの開口部は、コイル軸方向から見て第１方向における開口幅が第２方向における開口幅がよりも大きい形状を有し、第４ターンの第１方向に延在する区間と第３ターンの第１方向に延在する区間の第２方向におけるギャップは、第３ターンの第１方向に延在する区間と第２ターンの第１方向に延在する区間の第２方向におけるギャップよりも狭くても構わない。これによれば、ＩＣカードに内蔵されたアンテナコイルの第２方向位置に関わらず、良好な通信特性を得ることができるとともに、アンテナ装置の第２方向におけるサイズを小型化することができる。

【0046】

さらに、一対のキャパシタ電極パターンは、コイル軸方向から見て第３ターンの第１方向に延在する区間と第２ターンの第１方向に延在する区間の第２方向におけるギャップに配置されていても構わない。これによれば、渦電流の影響を低減することが可能となる。

【0047】

また、本開示によるワイヤレス電力伝送デバイスは、上記アンテナ装置と、第３コイルパターンに接続される通信回路と、第２コイルパターンに接続される送電回路とを備える。これによれば、ワイヤレスによる電力伝送とＮＦＣによる通信を行うことが可能となる。

【符号の説明】

【0048】

１ アンテナ装置
２ 相手側機器
３ 空間
１０ 第１基材
１１ 第１基材の一方の表面
１２ 第１基材の他方の表面
２０ 第２基材
２１ 第２基材の一方の表面
２２ 第２基材の他方の表面
３０ 磁性シート
４１，４２，４５ 導体パターン
４３，４４ スルーホール導体
５１，５２ 導体パターン
５３～５７ スルーホール導体
６１，６２ 導体パターン
９０ ワイヤレス電力伝送デバイス
９１ 通信回路
９２ 送電回路
９３ 制御回路
９４ 通信ライン
９５ 電源
１００，２００ 導体パターン
１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０ ターン
１１１～１１４，１２１～１２４，１３１～１３４，１４１～１４４，１５１～１５４，１６１，１６２，２１１～２１４，２２１～２２４，２３１～２３４，２４１～２４４，２５１～２５４，２６１，２６２ ライン
３０１～３０４ スルーホール導体
ＣＥ１，ＣＥ２ キャパシタ電極パターン
Ｅ１～Ｅ４ 端子電極
Ｇ１～Ｇ３ ギャップ
Ｘ１，Ｙ１～Ｙ３ 開口幅
φ１，φ２ 磁束

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】